專利名稱：一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種苦咸水淡化方法及成其設(shè)備，特別涉及一種高含鹽的苦咸水經(jīng)過
微電解凈化后，納濾膜分離脫鹽的苦咸水淡化方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
淡水資源短缺已經(jīng)成為21世紀(jì)的三大環(huán)境問題之一，因此，苦咸水淡化技術(shù)成為各國非常重視的高新技術(shù)，也是解決我國水資源危機的重要措施之一。我國有些地區(qū)淡水資源十分缺乏，但苦咸水資源相對比較豐富，因此，向苦咸水要淡水、要資源，是解決這些地區(qū)淡水資源短缺的現(xiàn)實選擇，也是實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，保障經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重大措施，具有重大的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義?？嘞趟饕负}量1000mg/L以上的湖水、河水及地下水。 一般來講，含鹽量1 5g/L的水叫低鹽度苦咸水，微咸水(礦化度1 3g/L)和半咸水(礦化度3 5g/L)) ;5 10g/L叫中鹽度苦咸水，10g/L以上為高鹽度苦咸水；含鹽量50 500g/L稱之為鹵水。我國苦咸水主要分布在西北干旱內(nèi)陸地區(qū)、北方和東部沿海地區(qū)，水化學(xué)類型多為S(^.Cl-Na和S(^.Cl-Na.Mg型，。時至今日，苦咸水脫鹽淡化的方法很多，主要有蒸餾法、冷凍法、反滲透法、太陽能法、低溫多效、多級閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、流通電容吸附法、露點蒸發(fā)法、水電聯(lián)產(chǎn)、熱膜聯(lián)產(chǎn)、化學(xué)脫鹽法等。中國專利串請98102171. 9、200710115996. 0、2008100521520、882141015、94230263X、96200200. 3、96230884.6、98208215.0、99252181.5、992429676、2004100194465、2005100124503、0311 17570、 03133959丄200310117801. 8 、 2005100 12413. 2 、 2005 100 14295. 9、200510084376. 6、200710039793. 8、200810121600. 8等分別公開了苦咸水的脫鹽淡化淡化方法或裝置。盡管方法多種多樣，但主要方法可以歸納成電滲析法、蒸餾法、膜過濾法和化學(xué)法四大類。這些方法中，電滲析法和膜過濾法是近年發(fā)展最快，應(yīng)用較多的方法。特別是膜過濾法，近年發(fā)展很快。但是，這些方法，要么效率不高，要么能耗大，不經(jīng)濟，要么，生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，難于小型化和大范圍推廣應(yīng)用。因此，從經(jīng)濟合算和操作簡便的標(biāo)準(zhǔn)衡量，仍然不盡如人意。 目前采用的傳統(tǒng)的膜法主要包括苦咸水預(yù)處理部分、膜過濾脫鹽淡化和膜的再生三個部分，其典型生產(chǎn)工藝為 苦咸水一原水泵一儲水池一水泵一絮凝一砂濾一紫外殺菌器一MF —膜過濾一臭氧消毒一淡水池一供水 傳統(tǒng)的膜過濾淡化生產(chǎn)工藝的苦咸水預(yù)處理采用加入絮凝劑對水中浮游生物、膠體物、固體顆粒進行沉淀后，再經(jīng)過砂濾過濾，其缺點是生產(chǎn)中要加入絮凝劑，生產(chǎn)成本較高。絮凝劑多為鋁聚合物或鐵聚合物，一部分與水中浮游生物、膠體物、固體顆粒進行絮凝沉淀，沉淀排放在環(huán)境中，會造成一定程度的污染。另一部分溶解在苦咸水中，會加重反滲透過濾的運行負(fù)擔(dān)，使產(chǎn)水率下降。其優(yōu)點是苦咸水淡化的效率較高，規(guī)模可以根據(jù)需要進行個性化設(shè)計，生產(chǎn)能力大。此外，為了殺滅原水中的生物，通常還要加入消毒劑。因此，僅從理論角度而言，它似乎已經(jīng)十分成熟，但是，從經(jīng)濟實用、投資、環(huán)保、操作方便和苦咸水綜合資源利用這些方面綜合分析，其仍然存在如下問題
1、生產(chǎn)工藝流程長，占地大 現(xiàn)有的反滲透法對苦咸水的預(yù)處理多采用絮凝預(yù)處理工藝，絮凝處理時，多需要一定的時間，為了保證連續(xù)運行，需要多個絮凝池和沉淀池，不僅占地較多，生產(chǎn)工藝流程也較長。 2、淡化成本較高 ①、在對苦咸水預(yù)處理時，采用添加化學(xué)物質(zhì)(絮凝劑)進行絮凝處理，增加了原料成本，使淡化水成本增加。 ②、在對苦咸水預(yù)處理時，采用絮凝的水預(yù)處理工藝，生產(chǎn)工藝流程較長，設(shè)備投資較大，噸水(淡化水)折舊費較多； ③、在對苦咸水預(yù)處理時，采用絮凝的苦咸水預(yù)處理工藝，生產(chǎn)工藝流程較長，設(shè)備運行能耗較大，噸水(淡化水)能耗較多，能耗成本大。
3、設(shè)備投資較大 由于在對苦咸水進行預(yù)處理時，采用絮凝法，這種方法是對苦咸水添加化學(xué)物質(zhì)，使水中的生物被殺死，海水中的大顆粒雜質(zhì)與絮凝結(jié)合，形成較大顆粒而沉淀，再進一步經(jīng)過砂濾等工序而沉降。這種苦咸水預(yù)處理工藝一是預(yù)處理工藝比較長，二是因為添加的絮凝劑不能被完全沉淀，部分進入苦咸水中，給反滲透膜的運行增加了運行負(fù)擔(dān)，系統(tǒng)復(fù)雜，生產(chǎn)設(shè)備投資大。 4、苦咸水資源難以綜合利用 由于采用絮凝這一苦咸水預(yù)處理工藝，添加的化學(xué)物質(zhì)不能被完全沉淀，部分進入苦咸水中，存在于脫鹽后的濃縮水(鹵水)中，給濃縮水綜合利用增加了難度，使利用淡化后的鹵水綜合利用沒有經(jīng)濟意義。
5、污染環(huán)境 由于采用絮凝這一苦咸水預(yù)處理工藝，添加的絮凝劑隨苦咸水預(yù)處理的沉淀和濃縮水一起排放，從而對環(huán)境造成了 一定的污染。
6、操作技術(shù)要求較高 由于采用絮凝這一苦咸水預(yù)處理工藝，需要不斷的加入絮凝劑，對操作技術(shù)要求較高，難以在農(nóng)村推廣應(yīng)用。 因以上問題，導(dǎo)致現(xiàn)有膜法苦咸水淡化設(shè)備的系統(tǒng)龐大，設(shè)備投資大，生產(chǎn)運行能耗比較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有膜法苦咸水淡化技術(shù)存在的問題，克服現(xiàn)有膜法脫鹽淡化技術(shù)的不足，提供一種高含鹽苦咸水的脫鹽凈化方法和成套設(shè)備，它利用微電解對高含鹽量苦咸水進行預(yù)處理，并與納濾過濾緊密結(jié)合，從而形成一種苦咸水的脫鹽方法和成套設(shè)備。 本發(fā)明所述的一種苦咸水淡化方法及成套裝置，包括如下系統(tǒng) (1)苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)由取水管、取水泵、微電解罐、補水泵、中和罐、砂濾罐、活
性碳罐和微濾膜組件構(gòu)成。苦咸水經(jīng)取水泵泵入微電解罐中進行微電解，使浮游生物、懸浮物、膠體、細菌等形成更大顆粒沉淀。經(jīng)中和罐消耗多余的氧化性物質(zhì)后，再砂濾罐過濾和活性碳吸附罐吸附。 所述的苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)的微電解罐的工作電壓為3V 48V，電流強度為1 50A水中的浮游生物、懸浮物、膠體、細菌等經(jīng)過微電解處理，形成較大顆粒后，經(jīng)中和罐消耗多余的氧化性物質(zhì)后，再經(jīng)過砂濾罐和活性炭罐過濾去除。 所述的苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)的膜管為孔徑0. 05 0. 1 ii m的陶瓷膜并帶有可控制的清洗再生裝置。 所述的苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)的微濾膜組件中的膜材料為截留分子量為200000道爾頓以上的有機膜或金屬膜，膜組件為平板膜組件、管式膜組件或巻式膜組件，并帶有定時自動清洗裝置。 (2)苦咸水納濾脫鹽淡化系統(tǒng)由高壓泵、納膜組件、活性碳吸附柱、淡水罐和能量回收器組成。經(jīng)過微濾膜組件過濾凈化的苦咸水經(jīng)過高壓泵泵入對硫酸鎂截留率為98%的納濾膜組件，在操作壓力為3-25bar的條件下進行納濾過濾，得淡水和濃縮水。淡水經(jīng)過活性碳吸附柱吸附，得符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006的淡水，濃縮水作為廢水直接排放。 所述的苦咸水納濾淡化系統(tǒng)的納濾膜為對硫酸鎂截留率為98%反滲透膜，其工作
條件是溫度常溫 45t:，工作壓力為3-25bar。 所述的能量回收器與反滲透膜組件的濃苦咸水排放口連接。 (3)膜清洗再生系統(tǒng)由清洗液貯罐、清洗液截止閥、淡水貯罐、淡水截止閥、輸液泵、清洗液輸送管等構(gòu)成。清洗再生系統(tǒng)的清洗液和反沖淡水共同一套輸液泵，當(dāng)輸送清洗液時，關(guān)閉淡水閥，當(dāng)輸送淡水時，關(guān)閉清洗液閥。


圖1是本發(fā)明的一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備的示意圖； 圖2是本發(fā)明的一種苦咸水淡化方法中苦咸水經(jīng)過微電解處理后的效果； 圖3是本發(fā)明的一種苦咸水淡化設(shè)備制備的淡化水的檢測結(jié)果。
具體實施例 具體實施例1 如圖1所示，本發(fā)明的一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備包括苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)、納濾脫鹽淡化系統(tǒng)和膜清洗再生三個系統(tǒng)組成。 所述的苦水預(yù)處理系統(tǒng)包括取水泵(11)、微電罐(12)、苦咸水補水閥(13)、中和罐(14)砂濾罐(15)、活性碳過濾罐(16)、微濾系統(tǒng)(17)。微電解罐(12)和微濾系統(tǒng)(17)的電流輸入端與供電系統(tǒng)的輸出端聯(lián)接。微電解罐(12)的工作電壓為36V，電流為IOA。微濾系統(tǒng)(17)的膜管為孔徑0.05 0. lym的陶瓷膜、結(jié)構(gòu)為管式膜組件?？嘞趟?jīng)取水管泵(11)輸送到微電罐(12)進行微電解，使水中的浮游生物、懸浮物、膠體、細菌等經(jīng)過微電解處理，形成較大顆粒后，經(jīng)過中和罐(14)中和消耗多余的氧化性物質(zhì)后，再經(jīng)過砂濾罐(15)和活性碳過濾罐(16)過濾去除得初級凈化水，結(jié)果如附圖2。初級凈化水經(jīng)過微濾系統(tǒng)(17)進行過濾，得凈化苦咸水，結(jié)果見圖2。
所述的苦咸水納濾淡化系統(tǒng)由高壓泵(21)、納濾膜組件(22)、活性碳吸附柱(23)、淡水罐(24)和能量回收器(41)組成。反滲透膜組件(22)為對硫酸鎂截留率為98%納濾管式膜組件。經(jīng)過微濾系統(tǒng)(17)凈化的苦咸水經(jīng)過高壓泵(21)輸入到納濾膜組件(22)過濾脫鹽得淡化水，淡化水經(jīng)過活性碳吸附柱(23)吸附后得符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006的淡水，并貯存于淡水貯罐(24)中。納濾膜組件(22)過濾脫鹽得的濃縮水與能量回收器聯(lián)接。 所述的膜清洗再生系統(tǒng)由淡水輸送泵(31)、淡水貯罐(32)、淡水截止閥(33)、清洗液貯罐(34)、清洗液截止閥(35)、輸液泵(36)等構(gòu)成。清洗再生系統(tǒng)的清洗液和反沖淡水共同一套輸液泵(36)，當(dāng)輸送清洗液時，關(guān)閉淡水閥(33)，當(dāng)輸送淡水清洗時，關(guān)閉清洗液閥(35)。 淡化所得的淡水質(zhì)量依照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006檢測，結(jié)果如附圖
3的1號水樣。 具體實施例2 如圖1所示，本發(fā)明的一種苦咸水淡化方法及成套裝置包括苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)、苦咸水納淡化系統(tǒng)和膜清洗再生三個系統(tǒng)組成。 所述的苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)包括取水泵(11)、微電罐(12)、補水閥(13)、中和罐(14)、砂濾罐(15)、活性碳過濾罐(16)、微濾系統(tǒng)(17)。微電解罐(12)和微濾系統(tǒng)(17)的電流輸入端與供電系統(tǒng)的輸出端聯(lián)接。微電解罐(12)的工作電壓為24V，電流為5A。微濾系統(tǒng)(17)的膜材料為截留分子量250000道爾頓以上的有機膜，膜組件為平板膜組件，并帶有定時自動清洗裝置。 苦咸水經(jīng)取水泵(11)輸送到微電罐(12)進行微電解，使苦咸水中的浮游生物、懸浮物、膠體、細菌等經(jīng)過微電解處理，形成較大顆粒后，經(jīng)過中和罐補充苦咸水中和消耗多余的氧化性物質(zhì)后，再經(jīng)過砂濾罐(15)和活性碳過濾罐(16)過濾去除得初級凈化水。初級凈化水進入微濾系統(tǒng)(17)進行過濾，得凈化苦咸水，結(jié)果見圖2。 所述的苦咸水反滲透脫鹽淡化系統(tǒng)由高壓泵(21)、納濾膜組件(22)、活性碳吸附柱(23)、淡水罐(24)和能量回收器(41)組成。納濾膜組件(22)為對硫酸鎂截留率為98%巻式納濾膜組件。經(jīng)過微濾系統(tǒng)(17)凈化的苦咸水經(jīng)過高壓泵(21)輸入到納濾膜組件(22)中過濾得淡化水，淡化水經(jīng)過活性碳吸附柱(23)吸附后符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的淡水并貯存于淡水貯罐(24)中。納濾膜組件(22)過濾脫鹽得的濃縮水與能量回收器聯(lián)接。 所述的膜清洗再生系統(tǒng)由淡水輸送泵(31)、淡水貯罐(32)、淡水截止閥(33)、清洗液貯罐(34)、清洗液截止閥(35)、輸液泵(36)等構(gòu)成。清洗再生系統(tǒng)的清洗液和反沖淡水共同一套輸液泵(36)，當(dāng)輸送清洗液時，關(guān)閉淡水閥(33)，當(dāng)輸送淡水清洗時，關(guān)閉清洗液閥(35)。 淡化所得的淡水質(zhì)量依照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006檢測，結(jié)果如附圖2的2號水樣。
權(quán)利要求
一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備，其特征在于它包括如下系統(tǒng)(1)苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)由取水泵、微電解罐、補水泵、中和罐、砂濾罐、活性碳吸附塔和微濾膜組件構(gòu)成；苦咸水經(jīng)取水泵輸入微電解罐中進行微電解，使浮游生物、固體懸浮物、膠體、細菌等形成更大顆粒、經(jīng)砂濾過濾、中和除去多余氧化性物質(zhì)后再經(jīng)活性碳吸附塔處理后泵入微濾膜組件過濾除去苦咸水中的固體雜質(zhì)、浮游生物、膠體、細菌和氧化性物質(zhì)；(2)苦咸水納濾淡化系統(tǒng)由高壓泵、納濾膜組件、活性碳吸附塔、淡水罐和能量回收器組成；經(jīng)過微濾膜組件過濾凈化的苦咸水經(jīng)過高壓泵泵入對硫酸鎂截留率為98％的納濾膜組件，在工作壓力為3-25bar條件下進行納濾過濾，得淡水和濃縮水；淡水經(jīng)過活性碳吸附柱吸附，得符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的淡水；濃縮水排出管的出口與能量回收器聯(lián)接。(3)清洗再生系統(tǒng)由清洗液貯罐、清洗液輸送泵、清洗液輸送管等構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備，其特征在于所述的苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)的微電解的工作電壓為3V 48V，電流強度為1 50A，苦咸水中的浮游生物、懸浮物、膠體、細菌等經(jīng)過微電解處理，形成較大顆粒后，經(jīng)過中和罐消耗多余的氧化性物質(zhì)后，再經(jīng)過砂濾罐過濾和活性碳吸附塔吸附去除。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備，其特征在于所述的苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)的微濾膜組件中的膜材料為截留分子量為孔徑0. 05 0. 1 ii m的陶瓷膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備，其特征在于所述的苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)的微濾膜組件中的膜材料為截留分子量為200000道爾頓以上的有機膜或金屬膜，膜組件為平板膜組件、管式膜組件或巻式膜組件，并帶自動清洗裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備，其特征在于所述的苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)的微濾的工作條件是溫度常溫 65t:，工作壓力為3-15bar。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備，其特征在于所述的苦咸水納濾脫鹽凈化系統(tǒng)的納濾膜為對硫酸鎂截留率為98%的納濾膜，膜組件為巻式膜組件，其工作條件是常溫 45t:，工作壓力為3-25bar。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備，其特征在于所述的苦咸水納濾脫鹽凈化系統(tǒng)的活性碳吸附柱內(nèi)裝顆?；蚍勰钚蕴肌?br> 8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備，其特征在于所述的清洗再生系統(tǒng)由清洗液貯罐、清洗液截止閥、淡水貯罐、淡水截止閥、輸液泵、清洗液輸送管等構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備，其特征在于所述的清洗再生系統(tǒng)的清洗液和反沖洗淡水共同一個輸液泵，當(dāng)輸送清洗液時，關(guān)閉淡水閥，當(dāng)輸送淡水時，關(guān)閉清洗液閥。
全文摘要
一種苦咸水淡化方法及其設(shè)備，它由苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)、納濾脫鹽淡化系統(tǒng)、膜再生系統(tǒng)三部分構(gòu)成。苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)由微電解、砂濾和活性炭等設(shè)備單元構(gòu)成。反滲透淡化系統(tǒng)由高壓泵、納濾膜組件、活性炭吸附柱、淡水貯罐、能量回收器組成。通過苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)除去藻類、浮游生物、固體懸浮物、帶電膠體、細菌從而獲得凈化苦咸水。通過苦咸水預(yù)處理系統(tǒng)獲得的凈化苦咸水經(jīng)過納濾過濾脫鹽得淡水和濃縮水。采用本方法所得的淡水符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006，可以直接作為生產(chǎn)和生活用水。
文檔編號C02F1/28GK101767894SQ20091011193
公開日2010年7月7日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者張世文 申請人:張世文